CC BY
61
УДК 004.896
О ПЕРСПЕКТИВНЫХ МЕТОДАХ РАБОТЫ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ В ОБОРОННОЙ СФЕРЕ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ CSRP-ТЕХНОЛОГИЙ
П.А. Коробейников, О.Г. Никитин
Разработаны предложения по совершенствованию методов работы должностных лиц органов управления в оборонной сфере путем внедрения в их работу интеллектуальных систем поддержки принятия решений. Рассмотрены принципы интеллектуальности систем поддержки принятия решений, позволяющие говорить о применении нового метода работы должностных лиц: с помощью «виртуального штаба», построенного на основе стандарта функционирования GSRP-систем. Показано, что такая СППР является компонентом подсистемы управления, в которой одна часть решений принимается и реализуется должностными лицами в «ручном» режиме, а другая часть решений принимается и реализуется техническими автоматами с помощью технологии «отложенных решений», заключающейся в том, что для каждой типовой ситуации заблаговременно обосновывается, формируется и запоминается в библиотеке отложенных решений оптимальное или близкое к нему решение. В дальнейшем при сравнении между собой текущей ситуации с хранящимися в базе знаний типовыми ситуациями соответствующее рациональное решение выбирается автоматически. Применение таких СППР позволит изменить подход к организации работы органов управления, оптимизировать их численность с одновременным повышением оперативности и обоснованности принимаемых решений
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, методы автоматизации процессов управления, должностные лица органов управления, база знаний, «виртуальный штаб»
Введение
В настоящее время возможности современных информационных технологий возросли настолько, что позволяют затронуть такую область управления, как процесс принятия решения, характеризующийся множеством структурированных и слабоструктурированных задач, отсутствием жестких алгоритмов их решения, необходимостью интеграции на единой концептуальной основе технологий сбора и обработки информации с последующим представлением должностному лицу возможных вариантов решений. Перечисленные выше задачи эффективно решаются с помощью систем поддержки принятия решений (СППР), обеспечивающих, в том числе, и интеллектуальную составляющую управления подчиненными силами и средствами.
Целью данной статьи является разработка предложений по совершенствованию методов работы должностных лиц органов управления в оборонной сфере путем внедрения в их работу интеллектуальных систем поддержки принятия решений.
Основные понятия
Прежде всего, уточним базовые понятия: «система поддержки принятия решений (СППР) военного назначения» и «интеллектуальная СППР». С учетом определений [1,2], в общем виде СППР военного назначения целесообразно определить как систему, позволяющую должностным лицам органов управления использовать знания, опыт, объективные и субъективные модели, данные для анализа и решения слабоструктурированных проблем в процессах подготовки решений по применению войск (сил).
Учитывая, что в настоящее время практически любая задача в части управления войсками (сила-
Коробейников Павел Андреевич - ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», адъюнкт, e-mail: [email protected]
Никитин Олег Геннадьевич - ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», канд. техн. наук, доцент, e-mail: nikson601 @yandex.ru
ми) является сложной, обладающей множеством взаимосвязанных количественных и качественных параметров (слабоструктурированные задачи), то такие системы являются практически обязательным инструментом должностных лиц при управлении войсками.
С практической точки зрения системой поддержки принятия решений называется информационно-вычислительный комплекс на базе ПЭВМ, способный решать все задачи не хуже, чем решает их эксперт соответствующей предметной области (должностное лицо органа управления). И при этом СППР может либо в автоматическом режиме заменять эксперта, либо в том же автоматическом режиме помогать эксперту в формировании решения
[3].
Под интеллектуальностью системы поддержки принятия решений подразумевается ее способность работать с базой внешних событий или ситуаций с целью привлечения неких специальных знаний, позволяющих уточнить предложенную задачу и наметить пути ее решения. Известны следующие принципы интеллектуальности систем [3]:
Первый принцип. Наличие тесного информационного взаимодействия управляющих систем с реальным внешним миром с использованием специально организованных информационных каналов связи.
Второй принцип. Принципиальная открытость систем с целью повышения интеллектуальности и совершенствования собственного поведения.
Третий принцип. Наличие механизмов прогноза изменений внешнего мира и собственного поведения системы в динамически меняющемся внешнем мире.
Четвертый принцип. Наличие многоуровневой иерархической структуры, построенной в соответствии с правилом: повышение интеллектуальности и снижение требований к точности по мере повышения ранга иерархии в системе (и наоборот).
Пятый принцип. Сохраняемость функционирования (возможно, с некоторой потерей качества или эффективности) при разрыве связей или потере
управляющих воздействии от высших уровней иерархии управляющей структуры.
Описание метода работы
Использование СППР, удовлетворяющей перечисленным выше принципам построения, позволяет возложить на нее множество функций должностных лиц, что, в свою очередь позволяет говорить о применении нового метода работы должностных лиц органа управления: с помощью «виртуального штаба», нацеленного на персональную поддержку лица, принимающего решение (ЛПР), или обеспечение групповой расчетно-аналитической деятельности Г41.
Очевидно, что основными составляющими реализации данного метода являются сбор информации, ее анализ и обработка, а также принятие решения. Реализовать функцию сбора с учетом необходимости формирования надежного информационного фундамента для построения СППР можно только в виде подсистемы мониторинга обстановки.
На этот первичный фундамент будут опираться подсистемы обработки и агрегирования информации, которые, в свою очередь, послужат основой для запуска расчетных и моделирующих компонентов СППР. На верхнем уровне системы станет возможным применение блоков формирования и ранжирования альтернатив поведения, средств формирования пояснений к альтернативам Г4].
Для выполнения указанных функций СППР военного назначения может быть построена на основе известного стандарта функционирования корпоративных информационных систем (так называемых CSRP-систем: Customer Synchronized Resource Planning - планирование ресурсов, синхронизированное с пользователем (англ.) - по уровням: «ЛПР» - «менеджеры» - «технологический персонал » Г41.
С учетом данной концепции место элементов СППР военного назначения при автоматизированном управлении войсками (силами) показано на рис. 1.
Рис. 1. Место элементов СППР военного назначения при автоматизированном управлении войсками
Очевидно, что реализация такой СППР будет сопряжена с технологическими и организационными трудностями, но в результате ее внедрения будет получен целый ряд существенных преимуществ:
сокращение объема рутинной работы, что позволяет сократить длительность цикла принятия решения и/или предоставить больше времени на аналитическую деятельность должностных лиц;
автоматизация обмена формализованной информацией, что сократит время циркуляции информации в сети, уменьшит дублирование работ, снизит количество ошибок ввода и обработки информации;
автоматический обмен информацией, что обеспечит полноту знаний о рассматриваемых проблемах, повышая в конечном итоге обоснованность принимаемых ими решений;
принятие решений не на субъективных оценках должностных лиц, а путем формализованной обработки результатов решения задач, моделирования и использования базы знаний, что значительно повышает объективность принимаемых решений.
Более того, в результате внедрения в деятельность органов управления «виртуального штаба» не только возрастет информационная осведомленность должностных лиц и обоснованность принимаемых органами управления решений, но и сократится длительность цикла управления за счет исключения промежуточных этапов, что меняет алгоритм его функционирования в целом [4].
СППР является компонентом подсистемы управления, в которой одна часть решений принимается и реализуется должностными лицами в так называемом «ручном» режиме, а другая часть решений принимается и реализуется техническими автоматами. Идущее сейчас и ожидаемое в перспективе изменение темпов ведения боевых действий таково, что с течением времени удельный вес решений, которые должны приниматься и реали-зовываться автоматами, будет возрастать. А это означает, что для принятия и реализации решений автоматами необходимо использовать технологию и методы ситуационного управления с использованием такой категории, как «отложенное» решение [5]. Для каждой типовой ситуации заблаговременно обосновывается, формируется и обследуется (оценивается) оптимальное или близкое к нему решение и запоминается в библиотеке отложенных решений СППР. Когда в динамике боевых действий времени на принятие решения в реальной сложившейся ситуации недостаточно, виртуальный штаб должен в автоматическом режиме найти ближайшую типовую ситуацию и для нее автоматически ввести в действие отложенное решение. Т.е., проектируемая СППР должна «уметь» сравнивать между собой текущую ситуацию с хранящимися в базе знаний типовыми ситуациями.
Следует подчеркнуть, что только во взаимодействии с потребителем разработчик СППР эвристически определяет перечень и характер решений,
которые должны приниматься при подготовке и ведении боевых действий. Для каждого такого решения разработчик синтезирует алгоритм обоснования и формирования решения, а также перечень исходных данных, манипулируя которыми можно прийти к этому решению.
Разработчик формирует полное и неизбыточное множество исходных данных и вводит его в базу данных СППР. В базе данных содержатся условно постоянные и переменные данные. В ходе применения СППР пользователь непрерывно обновляет в базе данных состав переменных данных, а система поддержки принятия решений в автоматическом режиме в каждый момент времени формирует на основе имеющихся в базе данных описание текущей ситуации (мгновенной обстановки для принятия решений - (МОПР)). Полное множество синтезированных алгоритмов принятия решений разработчик вводит в СППР на правах библиотеки алгоритмов, которая рассматривается как первый компонент базы знаний. Используя базу данных и библиотеку алгоритмов, СППР в автоматическом режиме обосновывает и формирует полное множество решений для всех ожидаемых в ходе боя типовых ситуаций, которые в совокупности образуют второй компонент базы знаний библиотеку типовых ситуаций и отложенных решений. В автоматическом режиме СППР сравнивает описание МОПР с описаниями типовых ситуаций и выбирает ближайшую к сложившейся в данный момент МОПР типовую ситуацию, а соответствующее отложенное решение предлагает пользователю для утверждения или корректировки. В том случае, если СППР не находит ближайшей к МОПР типовой ситуации, она предлагает должностному лицу принять решение самостоятельно. С учетом рассмотренной оригинальной концепции «виртуального штаба», состав и структура СППР могут быть представлены в виде структурной схемы, включающей шесть основных блоков [5]. На рис. 2 пунктирными линиями отображены взаимосвязи блоков СППР при настройке системы на предметную область и конкретный театр военных действий, а сплошными — при функционировании системы.
Блок Блок
принятия выдачи
—► решении -> результатов
- Р
Блок настройки на предметную область
База знаний
Блок Блок
алгорит- ситуации
мов и решении
Рис. 2. Состав и структура системы поддержки принятия решений
Блок настройки на предметную область предназначен для выполнения следующих функций:
построение в интерактивном режиме с пользователем функций принадлежности, описывающих нечеткие переменные признаков радиоэлектронных объектов систем информационного обеспечения исполнительных элементов боевого порядка противника;
формирование типовых ситуаций и соответствующих им отложенных решений с дальнейшим их сохранением в базе знаний;
формирование библиотеки алгоритмов принятия решений СППР военного руководителя;
заполнение базы данных по конкретному противнику и своим войскам.
Блок преобразования информации предназначен для преобразования типовых ситуаций и МОПР путем проецирования количественных и качественных значений описывающих их признаков на соответствующие им функции принадлежности, построенные в блоке настройки на предметную область.
База знаний СППР состоит из двух компонентов: библиотеки алгоритмов принятия решений, а также библиотеки ситуаций и решений, в которой хранятся формализованные описания всех типовых ситуаций и формализованные представления отложенных решений для каждой типовой ситуации.
Выводы
Одним из новых методов работы должностных лиц органов управления в оборонной сфере является управление подчиненными войсками (силами) с помощью «виртуального штаба», в основе которого лежит интеллектуальная СППР, построенная на основе стандарта CSRP-систем: Одним из вариантов реализации такой СППР является система, базирующаяся на технологии формирования и последующего использования «отложенных» решений.
Применение таких СППР позволит изменить подход к организации работы органов управления, оптимизировать их численность с одновременным повышением оперативности и обоснованности принимаемых решений.
Литература
1. Ларичев, О.И. Системы поддержки принятия решений. Современное состояние и перспективы развития [Текст] / О.И. Ларичев, А.Б. Петровский // Итоги науки и техники. Сер. Техническая кибернетика. - 1987. - Т.21. -С. 131-164.
2. Довженко, В.Н. Поддержка принятия решений при управлении войсками и оружием [Текст] / В.Н. Довженко, В.Н. Завгородний // Военная мысль. - 2014. - № 6. - С. 19-25.
3. Информационные технологии в системе управления ВМФ (теория и практика, состояние и перспективы развития [Текст] / В.Ф. Шпак, Н.Ф. Директоров, В.И. Мирошников , С.Н. Навойцев, В.Н. Наумов,
А.В.Серегин, Ю.И. Синещук, О.М. Туровский; под общ. ред. В.В. Авдошина. - СПб.: «Элмор», 2005. - 832 с.
4. Выпасняк, В.И. Система поддержки принятия решений как «виртуальный штаб» [Текст] / В.И Выпасняк, A.M. Гуральник, О.В.Тиханычев // Военная мысль. - 2015. - № 2. - С. 23-29.
5. Донсков, Ю.Е. Роль интеллектуальных систем поддержки принятия решений при управлении радио-
электронной борьбой в общевойсковых тактических формированиях [Текст] / Ю.Е. Донсков, О.Г. Никитин, П.Н. Беседин // Военная мысль. -2015 г. - № 10. - С.33-41.
Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж
ON ADUANCED TYPES OF CONTROL OPERATION IN THE DEFENCE SPHERE BASED ON EMPLOYMENT OF CSRP-TECHNOLOGIES
P.A. Korobeynikov, Adjunct of the Air Forces Education and Research Centre 'Air Forces Academy', Voronezh, Russian Federation, e-mail: [email protected]
O.G. Nikitin, Candidate of Technical Sciences, Doctoral Candidate of the Air Forces Education and Research Centre 'Air Forces Academy', Voronezh, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Developed proposals for improving the working methods of officials of management bodies in the defense sector through the introduction in their work of intellectual systems of support of decision-making Consideration; the principles of intellectual systems of decision support, allowing to speak about the application of the new method of work of the officials - with the help of "virtual headquarters" built based on the standard functioning of GSRP systems. It is shown that the DSS is a component of the management subsystem, in which one of the decisions taken and implemented by the officials in "manual" mode, and the other part of the decisions taken and implemented by technical machines using the technology of "delayed decisions", namely that, for each sample of the situation in advance is justified, is formed and stored in the library pending solutions optimal, or close to it. Further, on comparison between the current situation stored in the knowledge base of typical situations corresponding rational solution is automatically selected. The use of such DSS will change the approach to organization of work of the management bodies, to optimize their number with a simultaneous increase in the efficiency and validity of decisions
Key words: decision support systems, automation techniques control procedures, control officials, knowledge base, virtual headquarters
References
1. Larichev, O.I. Sistemy podderzhki prinjatija reshenij. Sovremennoe sostojanie i perspektivy razvitija [Decision Support System. Current status and prospects]. Itogi nauki i tehniki. Ser. Tehnicheskaja kibernetika. - 1987. -T.21. - P. 131-164.
2. Dovzhenko, V.N., Zavgorodnij V.N. Podderzhka prinjatija reshenij pri upravlenii vojskami i oruzhiem [Support for decision-making within control of troops (forces)]. Voennaja mysl'. - 2014. - № 6. - P. 19-25.
3. Shpak, V.F. Informacionnye tehnologii v sisteme upravlenija VMF (teorija i praktika, sostojanie i per-spektivy razvitija [Information technology in the Navy control system (theory and practice, current status and prospects]. -SPb.: «Jelmor», 2005. - 832 p.
4 Vypasnjak V.I., Gural'nik A.M., Tihanychev O.V. Sistema podderzhki prinjatija reshenij kak «virtual'nyj sht-ab» [Decision Support Systems as a «virtual headquarters»]. Voennaja mysl'. - 2015. - № 2. - P. 23-29.
5. Donskov, Ju.E., Nikitin O.G., Besedin P.N. Rol' intellektual'nyh sistem podderzhki prinjatija reshenij pri upravlenii radiojelektronnoj bor'boj v obshhevojskovyh takticheskih formirovanijah [The role of intelligent decision-making support systems during control of electronic warfare at combined-arms tactical formations]. Voennaja mysl'. -2015 . -№ 10. - P.33-41.
